Το ανοιχτό περιβάλλον προγραμματισμού Scratch Jr και οι εφαρμογές του για φορητές συσκευές Android και iOS αποτελούν τα προϊόντα σχεδιασμού και δημιουργίας που προέκυψαν από την συνεργασία των Τμημάτων Developmental Technologies Research Group και Media Lab’s Lifelong Kindergarten Group των αμερικανικών πανεπιστημίων Tufts και Massachusetts Institute of Technology (MIT) και της ιδιωτικής εταιρείας Playful Invention.

Το περιβάλλον προγραμματισμού Scratch Jr έχει εμπνευστεί από την δημοφιλή γλώσσα προγραμματισμού Scratch (www.scratch.mit.edu), η οποία απευθύνεται σε παιδιά ηλικίας 8 ετών και πάνω και πλέον χρησιμοποιείται από εκατομμύρια παιδιά-χρήστες σε όλο τον κόσμο. Τα περισσότερα περιβάλλοντα προγραμματισμού ηλεκτρονικών υπολογιστών απευθύνονται σε παιδιά ηλικίας 8 ετών και άνω. Βέβαια, διεθνώς απαντάται πληθώρα  κινητών εφαρμογών, ανοιχτών ή κλειστών λογισμικών που προορίζονται για μικρότερα ηλικιακά παιδιά, τα οποία έχουν την τάση να επικεντρώνονται στην ανάπτυξη βασικών ακαδημαϊκών δεξιοτήτων, όπως η αναγνώριση γραμμάτων και αριθμών και όχι στη δημιουργία περιεχομένου ή στην καλλιέργεια σκέψης υψηλού επιπέδου. To 2013 ερευνητική ομάδα των ανωτέρω εκπαιδευτικών ιδρυμάτων ολοκλήρωσε την δημιουργία του περιβάλλοντος Scratch Jr απευθυνόμενο σε παιδιά ηλικίας 5-7 ετών όπου με την χρήση κατάλληλων αναπτυξιακών μέσων, παρείχε την δυνατότητα καλλιέργειας δεξιοτήτων προγραμματισμού ηλεκτρονικών υπολογιστών. Με αυτό τον τρόπο δίνεται σε παιδιά προσχολικής και πρώτης σχολικής ηλικίας η δυνατότητα δημιουργίας προσωπικών έργων που να έχουν νόημα για τα ίδια με την χρήση των τεχνολογιών (Flannery et al., 2013).

Τα τελευταία χρόνια οι συντάκτες των Αναλυτικών Προγραμμάτων για την προσχολική ηλικία δίνουν έμφαση στο ακαδημαϊκό περιεχόμενο αυτών (National Research Council, 2009) επικυρώνοντας την συμβολή του παιχνιδιού στην αναπτυξιακή και μαθησιακή πορεία των μαθητών (Copple & Bredekamp, 2009). Οι ψηφιακές τεχνολογίες, όπως είναι τα εργαλεία προγραμματισμού ηλεκτρονικών υπολογιστών μπορεί να γεφυρώσουν το ακαδημαϊκό περιεχόμενο με παιγνιώδεις δραστηριότητες (Bers, 2008). Πρότερες έρευνες δείχνουν ότι τα παιδιά από την ηλικία των τεσσάρων ετών μπορούν να κατανοήσουν βασικές έννοιες του προγραμματισμού ηλεκτρονικών υπολογιστών και μπορούν να οικοδομήσουν απλά έργα ρομποτικής (Bers, 2007∙ Bers, 2008∙ Cejka, Rogers & Portsmore, 2006∙ Rogers & Portsmore, 2004). Επιπλέον, μελέτες υποστηρίζουν ότι ο προγραμματισμός, όταν εισήχθη στην μαθησιακή διαδικασία με δομημένο τρόπο μπορεί να βοηθήσει τα μικρά παιδιά στην καλλιέργεια ποικίλων γνωστικών δεξιοτήτων συμπεριλαμβανομένων της αίσθησης της ποσότητας, την γλώσσα, την οπτική μνήμη (Clements, 1999).

Η Υπολογιστική Σκέψη (Computing Thinking) περιγράφηκε πρώτη φορά από Papert (1996) και στη συνέχεια από τον Wing (2006). Ο πυρήνα της υπολογιστικής σκέψης (ΥΣ) σχετίζεται άμεσα με την επιστημονική συλλογιστική και περιλαμβάνει την επίλυση ενός προβλήματος με την χρήση της υπόθεσης και της έρευνας, την κατασκευή μοντέλου και τον πειραματισμό για την δοκιμή της υπόθεσης και την εκτίμηση των αποδείξεων (Bransford & Donovan, 2005∙ Werner, Hanks, & McDowell, 2004). Πρόσθετα χαρακτηριστικά της ΥΣ είναι η δημιουργία αντικειμένων και την αυτοματοποίηση. Η ΥΣ έχει απασχολήσει κυρίως ερευνητές που ασχολούνται με μαθητές ηλικίας 12 ετών και άνω, ενώ λίγα είναι γνωστά για την ανάπτυξη της σε παιδιά κάτω των 12 ετών, αν και τα τελευταία χρόνια το ερευνητικό ενδιαφέρον στρέφεται σε αυτές τις ηλικίες (Barr & Stephenson, 2011∙  Lee et al., 2011).

Ο Wing (2008) ορίζει την ΥΣ λέγοντας ότι  «είναι ένα είδος αναλυτικής σκέψης, η οποία έχει κοινό τόπο με την μαθηματική σκέψη στην επίλυση προβλήματος, με την εφαρμοσμένη μηχανική στην μοντελοποίηση, με την επιστημονική σκέψη στην κατανόηση υπολογισιμότητας, την ευφυΐα και την ανθρώπινη συμπεριφορά. Η ουσία της υπολογιστικής σκέψης είναι η αφαίρεση που μπορεί να αυτοματοποιηθεί»

Το έργο ScratchJr έχει σχεδιαστεί για να καλλιεργήσει σε παιδιά πρώιμης παιδικής ηλικίας έννοιες στον προγραμματισμό ηλεκτρονικών υπολογιστών, θεμελιώδεις γνωστικές δεξιότητες (αφήγηση, αριθμητική, χωρική συλλογιστική, δημιουργική έκφραση) και να ενισχύσει δεξιότητες επίλυσης προβλήματος μέσα από την  δημιουργία διαδραστικών κινουμένων σχεδίων και ιστοριών (Flannery et al., 2013). Οι πρακτικές και τα σχέδια προς υλοποίηση που προτείνονται από το περιβάλλον βασίζονται σε αναπτυξιακά κατάλληλες πρακτικές διδασκαλίας προσαρμοσμένες στην κοινωνική, συναισθηματική, σωματική και γνωστική ανάπτυξη των μαθητών (Copple & Bredekamp, 2009).

Η δυνατότητα προγραμματισμού με το Scratch Jr παρέχει ένα σαφές πλαίσιο και ένα σύνολο ευκαιριών σε μικρούς μαθητές για την καλλιέργεια της ΥΣ τους. Το επιστημονικό ενδιαφέρον στρέφεται στο τρόπο που σχεδιάζονται μαθησιακές  δραστηριότητες, συγκεκριμένα ο προγραμματισμός διαδραστικών μέσων – έτσι ώστε να υποστηριχτεί η ανάπτυξη της ΥΣ των μικρών μαθητών. Μέρος αυτού του ενδιαφέροντος τροφοδοτείται από την αυξανόμενη διαθεσιμότητα των εργαλείων που επιτρέπουν στους μαθητές να σχεδιάσουν τα δικά τους διαδραστικά μέσα (Brennan & Resnick, AERA 2012). Όμως, το κύριο ενδιαφέρον έχει τις ρίζες του σε μια προσέγγιση για μάθηση μέσα από δραστηριότητες σχεδιασμού, μια constructionist προσέγγιση της μάθησης που αναδεικνύει τη σημασία της, όταν οι μαθητές ασχολούνται με την ανάπτυξη των εξωτερικών αντικειμένων (Kafai & Resnick, 1996).

Το προγραμματιστικό περιβάλλον του Scratch Jr έχει σχεδιαστεί, ώστε να προωθήσει εκτός από τις γνώσεις προγραμματισμού, μαθησιακούς στόχους κατάλληλους για μικρά παιδιά. Αυτοί οι στόχοι αφορούν: α) την καλλιέργεια προμαθηματικών και προγλωσσικών δεξιοτήτων, β) την καλλιέργεια θεμελιωδών γνώσεων, όπως την πρόβλεψη και την ταξινόμηση, γ) την καλλιέργεια δεξιοτήτων επίλυσης προβλήματος. Όλα αυτά σε συνδυασμό με ευκαιρίες σχεδιασμού και δοκιμής λύσεων που το πρόγραμμα προσφέρει.

Τα τρία κύρια συστατικά του περιβάλλοντος προγραμματισμού Scratch Jr είναι: α) η γλώσσα προγραμματισμού και τα διαδραστικά κινούμενα σχέδια, τα οποία είναι αναπτυξιακά κατάλληλα σχεδιασμένα,  για να χρησιμοποιηθούν από παιδιά μικρών ηλικιών, β) το πρόγραμμα δραστηριοτήτων που ενδεικτικά προτείνει η εφαρμογή επιτρέπει την καλλιέργεια γνωστικών δεξιοτήτων, γ) η εφαρμογή προσφέρει μια online κοινότητα με τους πόρους, ώστε να ενισχύσει τους εκπαιδευτικούς προσχολικής ηλικίας.

Η γλώσσα προγραμματισμού που χρησιμοποιείται από το περιβάλλον Scratch Jr αποτελείται από «προγραμματιστικά blogs», με τα οποία τα παιδιά μπορούν να δημιουργήσουν σενάρια προγραμματισμού με την δυνατότητα «σύρε –άσε» (drag & drop) οργανώνοντας ακολουθίες blogs, έτσι ώστε να μπορούν να ελέγξουν τους χαρακτήρες, τις κινήσεις και τις αλληλεπιδράσεις αυτών. Ο σχεδιασμός και η λειτουργία των blogs  εξασφαλίζει το γεγονός ότι δεν υπάρχει περίπτωση στο να γίνει κάποιο συντακτικό λάθος από τους χρήστες. Τα blogs προγραμματισμού στο Scratch Jr έχουν σχεδιαστεί ώστε να μοιάζουν με κομμάτια παζλ,  όπου οι οπτικές ιδιότητές τους μοιάζουν με τις συντακτικές ιδιότητες των κομματιών αυτών (Portelance, Strawhacker & Bers, 2015).

Βιβλιογραφικές αναφορές

Barr, V., & Stephenson, C. (2011). Bringing computational thinking to K-12: what is Involved and what is the role of the computer science education community? ACM Inroads, 2(1), 48–54.

Bers, M. (2007). Positive technological development: Working with computers, children, and the internet. MassPsych, 51(1), 5-7.

Bers, M. (2008). Blocks to robots: Learning with technology in the early childhood classroom. New York, NY: Teacher’s College Press.

Bransford, J.D., & Donovan, M.S. (2005). Scientific inquiry and how people learn. In National Research Council (ed), How students learn: History, mathematics, and science in the classroom (pp. 397-420). Washington DC: The National Academies Press.

Brennan, K., & Resnick, M. (2012). New Frameworks for Studying and Assessing the Development of Computational Thinking. Paper presented at the American Educational Research Association, Vancouver, Canada.

Cejka, E., Rogers, C., & Portsmore, M. (2006). Kindergarten robotics: Using robotics to motivate math, science, and engineering literacy in elementary school. International Journal of Engineering Education, 22(4), 711-722.

Clements, D.H. (1999). The future of educational computing research: The case of computer programming. Information Technology in Childhood Education Annual, 1999(1), 147-179, 1999.

Coople, C. & Bredekamp, S. (2009). Developmentally Appropriate Practice in Early Childhood Programs Serving Children from Birth through Age 8 (3rd Ed.) Washington DC: National Association for the Education of Young Children.

Flannery, L.P., Kazakoff, E.R., Bontá, P., Silverman, B., Bers, M.U., & Resnick, M. (2013). Designing ScratchJr: Support for early childhood learning through computer programming. Paper presented the 12th International Conference on Interaction Design and Children (IDC ’13). ACM, New York, USA.

Kafai, Y. B., & Resnick, M. (1996). Constructionism in practice: Designing, thinking and learning in a digital world LE. New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates.

Lee, L., Martin, F., Denner, J., Coulter, B., Allan, W., Erickson, J., Malyn-Smith, J., & Werner, L., (2011). Computational thinking for youth in practice. ACM Inroads 2(1), 32-37.

National Research Council. (2009). Mathematics learning in early childhood: Paths toward excellence and equity. Washington, D.C.: The National Academies Press.

Papert, S. (1996). The Connected Family. Atlanta, GA: Longstreet Press.

Portelance, D., Strawhacker, A., & Bers, M. (2015). Constructing the ScratchJr programming language in the early childhood classroom. International Journal of Technology and Design Education 25(3) 293-319.

Rogers, C., & Portsmore, M. (2004). Bringing engineering to elementary school. Journal of  STEM Education, 5(3-4), 17-28.

Werner, L., Hanks, B., & McDowell, C. (2004). Pair programming helps female computer science students. ACM Journal of Educational Resources in Computing, 4(1), 1-8

Wing, J. (2008). Computational thinking and thinking about computing, Phil. Trans. R. Soc. A 366, 3717-3725. doi: 10.1098.

Wing, J. (2006). Computational Thinking. CACM, 49(3), 33-36.

 

www.scratch.mit.edu (ανακτήθηκε, 24.1.2023)

Ρ.Γ.